Additive manufacturing of NiTi alloys for applications in orthopedics and traumatology
Public support
Provider
Ministry of Health
Programme
—
Call for proposals
SMZ0202300001
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta strojní
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
NU23-08-00043
Alternative language
Project name in Czech
Aditivní výroba NiTi slitiny pro aplikace v ortopedii a traumatologii
Annotation in Czech
Slitina NiTi s obsahem 54,5-57,0 hmotn.% Ni dle ASTM F2063, která je také známa pod názvem Nitinol, vykazuje excelentní vlastnosti pro aplikace v oblasti ortopedie a traumatologie: pružnost srovnatelnou s kortikální kostí, dobrou biokompatibilitu a vysokou mechanickou odolnost. Zároveň poskytuje programovatelný tvar a superelastické chování, které se dají vhodně ovlivňovat změnou teploty nebo zatížení (tvarová paměť), ale také složením slitiny a jejím tepelným zpracováním. Implementaci Nitinolu do klinické praxe v současnosti brání především to, že dosud nedokážeme vyrobit dostatečně sofistikované implantáty využívající jeho unikátní vlastnosti. V navrhovaném projektu bude tento zásadní nedostatek odstraněn využitím moderních metod 3D tisku NiTi slitiny. Výrobek bude navržen tak, že po implantaci cíleně změní svůj tvar, čímž bude se současnou změnou tuhosti zajištěna pevná fixace v kosti. Projekt je postaven na komplementárním využití znalostí z klinické praxe (2.LF UK), výpočetní a experimentální biomechaniky (Fakulta strojní ČVUT) a materiálového výzkumu a vývoje (COMTES FHT, VŠB-TUO). Projekt je unikátní svým rozsahem a spektrem využitých metod. Pro 3D tisk bude testována jak metoda práškového slinování (SLM), tak přímé depozice (DED). Vytvořený materiál bude charakterizován v sérii fyzikálně-chemických a mechanických testů. Jeho vlastnosti budou zároveň popsány v numerickém modelu, který umožní návrh nových konstrukcí implantátů s využitím tvarové paměti. Vývoj implantátů novou technologií je od začátku projektu úzce propojen s požadavky klinické praxe, která určuje jak funkční požadavky na materiál, tak design nových implantátů. Současně budou ověřeny indikace maximalizující přínos těchto nových materiálů a konstrukcí. Výsledkem projektu tak budou již funkční implantáty ve formě adaptabilní dlahy nebo nitrodřeňového hřebu, které svými vlastnostmi a konstrukcí zrychlí operativu, zlepší primární fixaci v kosti a především urychlí hojení.
Scientific branches
R&D category
AP - Applied research
OECD FORD - main branch
30404 - Biomaterials (as related to medical implants, devices, sensors)
OECD FORD - secondary branch
—
OECD FORD - another secondary branch
—
CEP - equivalent branches <br>(according to the <a href="http://www.vyzkum.cz/storage/att/E6EF7938F0E854BAE520AC119FB22E8D/Prevodnik_oboru_Frascati.pdf">converter</a>)
EI - Biotechnology and bionics
Solution timeline
Realization period - beginning
May 1, 2023
Realization period - end
Dec 31, 2026
Project status
B - Running multi-year project
Latest support payment
Apr 12, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-MZ0-NU-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
23,492 thou. CZK
Public financial support
23,492 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK